Лекція № 11 Окисно-відновні процеси

План лекції

1. Окисно-відновні реакції. Ступінь окиснення. Окисники і відновники.

2. Електроліз. Схеми електролізу у водних розчинах електролітів.

3. Корозія металів. Основні види корозії. Методи захисту металів від корозії.

Рекомендована література: [1] С.400-408, 436-438, [2] С.75-76, [3] С.178-180, [4] С.192-198.

11.1 Окисно-відновні реакції

Однією з характеристик стану атомів у сполуці є ступінь окиснення – умовний заряд атому, розрахований за припущенням, що сполука складається виключно з іонів. Ступені окиснення елементів ставлять зверху над їх хімічними символами. Визначення ступенів окиснення ґрунтується на таких правилах:

• ступені окиснення простих речовин дорівнюють нулю;

• алгебраїчна сума ступенів окиснення атомів у молекулі дорівнює нулю;

• існують елементи, що мають незмінні ступені окиснення:

+1 – в елементів головної підгрупи І групи ПСЕ (Li, Na, К);

+2 – в елементів головної підгрупи ІІ групи ПСЕ ( Ве, Mg, Ca, Ba);

+3 – в елементів головної підгрупи ІІІ групи ПСЕ (В, Al);

• Гідроген у більшості своїх сполук має ступінь окиснення +1

• Оксиген у більшості своїх сполук має ступінь окиснення –2

• Флуор у всіх своїх сполуках виявляє ступінь окиснення –1;

Реакції, під час перебігу яких змінюються ступені окиснення елементів, що входять до складу реагентів, називаються окисно-відновними реакціями. Зміна ступеня окиснення елементів відбувається під час віддачі електронів (процес окиснення) або під час приєднання електронів (процес відновлення).

Елементи, що віддають електрони, називають відновниками, елементи, що приєднують електрони – окисниками. Якщо елемент може виявляти різні ступені окиснення, то у високих ступенях окиснення він виявляє окисні властивості, а у низьких – відновні. Так, окисниками в ОВР є: нейтральні атоми або молекули електронегативних елементів; катіони металів; молекули та складні іони, що містять елементи у найвищих ступенях окиснення. До відновників в ОВР відносять: нейтральні атоми елементів-металів, а також Карбону, Силіцію, Гідрогену; негативні іони неметалів; молекули та складні іони, що містять елементи у найнижчих ступенях окиснення.

Існує декілька методів складання рівнянь ОВР, найбільш поширений з них метод електронного балансу. При застосуванні цього методу враховується, що кількість електронів, яка віддається відновником, повинна дорівнювати числу електронів, які приймає окисник і кількість однойменних атомів у лівій і правій частинах рівняння має бути однаковою.

Так, в реакції, де окисник і відновник знаходяться у складі різних речовин, схема електронного балансу має такий вигляд:

Са + H₂S = CaS + H₂.

0 +2

Са – 2ē = Ca  1 (відновник)

+1 0

2Н + 2ē = H₂  1 (окисник)